초탄성뼈(Hyper-Elastic Bone)는 미국 노스웨스턴대학 연구팀이 3D프린터를 이용해 만든 새로운 재생 의료 소재다. 유연한 건 물론 쉽게 형성시킬 수 있는 인공뼈인 것. 연구팀은 이 뼈가 재생 의료 분야에서 전환점을 마련하게 될 것으로 기대하고 있다.

학술지인 사이언스중개의학(Science Translational Medicine)에 발표한 바에 따르면 피부 안쪽에 이식한 새로운 소재는 새로운 뼈를 만드는 바탕 혹은 완전히 다른 뼈를 대체하는 역할을 한다. 물론 아직까지는 사람을 대상으로 테스트한 건 아니다. 하지만 첫 번째 동물 실험은 성공했으며 충분히 놀라운 결과를 보였다고 한다.





초탄성뼈 소재 대부분은 수산화인회석이라는 천연 광물로 만든 것이다. 이 소재는 뼈 조직을 주로 구성하는 미네랄 성분이 된다. 하지만 수산화인회석은 취성, 그러니까 작은 변형에도 파괴되거나 깨지기 쉽다. 따라서 연구팀은 여기에 소재 유연성을 더하기 위해 화합물을 더했다.

이렇게 만든 소재는 3D프린터로 출력했다. 연구팀이 소재를 직접 누르거나 잡아본 결과 다시 원 상태로 돌아가는 걸 확인했다고 한다. 쉽게 절단되지 않는 것. 또 뼈 조직이 없는 곳에 활용할 수 있으며 다공성 흡수력도 갖춰 외과 수술을 하는 곳의 혈관 증가를 촉진시킬 수도 있다.

연구팀은 이 초탄성뼈를 이용해 다양한 실험을 진행했다. 뼈 여러 개에 사람의 줄기세포를 배치하자 세포가 아무런 문제없이 성장하면서 새로운 뼈를 재구성하는 데 필요한 미네랄도 만들어냈다. 또 실험용 쥐 피부 안에 이식한 결과 세포가 잘 반응했고 빠르게 성장했지만 면역 반응이나 염증 같은 걸 일으키지 않았다고 한다.





실제 수술 상황에서도 마찬가지. 실험용 쥐 등뼈 2개의 척추를 서로 융합하거나 원숭이의 척수 일부를 교환하기도 했다. 이들 실험 모두에서 초탄성뼈는 완벽화게 조직에 흡수되면서 혈관 성장을 촉진시켰다.

초탄성뼈가 유망한 이유 가운데 하나는 경제성에 있다. 생산성이 충분하다는 것. 연구팀은 앞으로 5년 안에 인간을 대상으로 한 실험을 시작하는 걸 목표로 하고 있다. 또 이런 초탄성뼈가 개발도상국 같은 곳에도 유용할 것으로 보고 있다. 냉동이나 해동이 필요한 생체 적합성 소재를 굳이 만들 필요가 없이 필요할 때 만들 수 있기 때문이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

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이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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